Geant4模拟核共振荧光

Geant4可以用于模拟核共振荧光的过程。核共振荧光是指当一个核系统被激发到其共振态时，会发射出一个或多个γ光子，从而发生荧光现象。下面是一些模拟核共振荧光的步骤：

1. 定义探测器
首先，需要定义一个探测器，用于检测γ光子的能量和位置。可以使用G4Box类创建一个立方体探测器，并设置其大小、位置和材料等属性。例如，在探测器构建类的构造函数中可以添加以下代码：

G4Box* detector = new G4Box("detector", 10*cm, 10*cm, 10*cm);
G4LogicalVolume* detectorLV = new G4LogicalVolume(detector, myMaterial, "detectorLV");
G4VPhysicalVolume* detectorPV = new G4PVPlacement(0, G4ThreeVector(0,0,0), detectorLV, "detectorPV", worldLV, false, 0);

其中，myMaterial是探测器的材料，worldLV是世界空间的逻辑体。

2. 定义粒子源
接下来，需要定义一个粒子源，用于模拟核共振荧光的过程。可以使用G4ParticleGun类创建一个粒子源，并设置其位置、粒子种类和能量等属性。例如，在主程序中可以添加以下代码：

G4ParticleTable* particleTable = G4ParticleTable::GetParticleTable();
G4ParticleDefinition* gamma = particleTable->FindParticle("gamma");

G4ParticleGun* particleGun = new G4ParticleGun();
particleGun->SetParticleDefinition(gamma);
particleGun->SetParticleEnergy(1*MeV);
particleGun->SetParticlePosition(G4ThreeVector(0,0,-10*cm));

其中，gamma是γ光子的粒子类型，1*MeV是γ光子的能量，G4ThreeVector(0,0,-10*cm)是粒子源的位置。

3. 定义事件动作
然后，需要定义一个事件动作类，用于处理每个事件的操作。在事件动作类中，需要定义一个能量沉积计算器，并在每个事件结束时将能量沉积值保存到文件中。例如，在事件动作类的EndOfEventAction()函数中可以添加以下代码：

G4double energySum = 0;
G4int n_hit = detectorSD->GetHitsCollection()->entries();
for (G4int i=0; i<n_hit; i++) {
    G4double energy = (*detectorHC)[i]->GetEnergy();
    energySum += energy;
}
analysisManager->FillNtupleDColumn(0, energySum);
analysisManager->AddNtupleRow();

其中，detectorSD是探测器的敏感探测器，detectorHC是探测器的敏感探测器命中集合，analysisManager是模拟结果输出类。

4. 运行模拟
最后，需要运行模拟。在主程序中，可以使用G4RunManager类的BeamOn()函数来运行模拟。例如：

G4int n_event = 10000;
runManager->BeamOn(n_event);

其中，n_event是模拟的事件数。

通过以上步骤，可以模拟核共振荧光的过程，并计算γ光子在探测器中的能量沉积值。需要注意的是，在模拟过程中需要仔细设置探测器和粒子源的参数，以及材料的属性，以获得准确的模拟结果。